Биофильтр

 

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод, содержащих органические загрязнения. Цель изобретения - снижение материалоемкости и у дешевление конструкции при сохранении эксплуатационных показателей биофильтра. Биофильтр 1 разделен по высоте на зоны 3. Высота каждой зоны определяется конструктивными размерами загрузочного материала. Удельная поверхность загрузки каждой зоны состоит из одного или нескольких слоев загрузочного материала, имеющего одинаковые конструктивные параметры , уменьшается в направлении сверху вниз, пропорционально изъятию загрязнений во всей рабочей высоте биофильтра. Удельная поверхность загрузочного материала каждой зоны определяется по формуле SV Lfq (1 - |-hi) . р; где Si - удельная поверхность загрузки i-й зоны,. Lf- БПК поступающей на очистку сточной жидкости, мг/л; Э - общий эффект очистк и, доля единицы; Н - общая рабочая высота загрузки биофильтра м;. hi-расстояние от верха верхнейзоны до середины i-й зоны, м; F - нагрузка по BUKf, при которой достигается необходимый эффект очистки (Э); г в 1 сут; q - гидравлическая нагрузка в 1 сут (численно равна объемной гидравлической нагрузке, в 1 сут). Между зонами регулярного плоскостного загрузочного материала устраиваются перераспределители воды 4. Зонная загрузка биофильтра позволяет рационально использовать загрузочный материал. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. а $ СП 4 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (д) 4 С 02 F 3/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ABTOPCX0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4051908/31-26 (22) 19.02.86 (46) 07.02.89. Бюл. Р 5 (71,) Московский инженерно-строительный институт им. В.В. Куйбышева (72) С.В. Яковлев, Ю.В. Воронов, А.Л. Ивчатов и О.Б. Нетис (53) 628.356(088.8) (56) Заявка Японии В 53-19973, кл. С 02 F 3/00, 1978. (54) БИОФИЛЬТР (57) Изобретение относится к биологической очистке сточных вод, содержащих органические загрязнения. Цель изобретения — снижение материалоемкости и удешевление конструкции при сохранении эксплуатационных показателей биофильтра. Биофильтр 1 разделен по высоте на зоны 3. Высота каждой зоны определяется конструктивными размерами загрузочного материала. Удельная поверхность загрузки каждой эоны состоит из одного или нескольких слоев загрузочного материала, имеющего одинаковые конструктивные параметры, уменьшается в направлении сверху вниз, пропорционально изъятию загрязнений во всей рабочей высоте биофильтра. Удельная поверхность загрузочного материала каждой зоны определяется по формуле S

L q (1 — --h )

Э (н где S> — удельная

F У поверхность загрузки 1-й эоны, .м /м ;

Е(- БПК поступающей на очистку сточной жидкости, мг/л; Э вЂ” общий эффект очистки, доля единицьц Н вЂ” общая рабочая высота загрузки биофильтра, м;

h — расстояние от верха верхней зоны до середины i-й зоны, м; F — нагрузка по

БПК, при которой достигается необ- с2 ходимый эффект очистки (Э); r БПК /м в 1 сут; q — - гидравлическая нагрузка м /м2 в 1 сут (численно равна объемной гидравлической нагрузке, мэ /мэ С в 1 сут). Между зонами регулярного плоскостного загрузочного материала устраиваются перераспределители воды

4. Зонная загрузка биофильтра позволяет рационально использовать загрузочный материал. 1 з.п. ф-лы, 3 нл.

1456377

Э где S — удельная поверхность загрузки -й камеры, м /м — БПК поступающей на очистку сточной жидкости, мг/л;

Э вЂ” общий эффект очистки, доли единицы;

Н - общая рабочая высота заг рузки в.биофильтре, м;

Ь; — расстояние от верха верхней камеры до середины i-й камеры, м;

Изобретение относится к биологической очистке хозяйственно-бытовых и/или производственных сточных вод, Цель изобретения - снижение мате= риалоемкости биофильтра и удешевленйе конструкции при сохранении эксплуатационных показателей.

На фиг. 1 показан биофильтр, про" дольный разрез; на фиг, 2 — графики зависимости эффекта очистки сточной жьщкости от нагрузок по органическим загрязнениям на единицу объема сооружения - М, кг БПКг/м в 1 сут. (где

А — молокоперерабатывающий завод;

Б — переработка домашней птицы и крахмальное производство;  — производство виски; Г - производство синтетического волокна); на фиг. 3 графики зависимости эффекта очистки сточной жидкости от нагрузки на единицу поверхности (на единицу поверх" ности биообрастания) - F, r БПКз/м в 1 сут: определенный традиционным методом — О, скорректированный - Е. 25

Биофильтр содержит корпус 1, в котором загрузочный материал размещен слоями 2. Один или несколько слоев образуют камеры 3 очистки. Загрузочный материал для слоев и камер выби- 3 рается однородный. Между камерами регулярной загрузки размещены перераспределители 4 очищаемой сточной жидкости дырчатого, лоткового типа или в виде слоя засыпной или плоскостной загрузки с размером фракций 15-50 мм 5 и высотой, равной 2-5 размерам фракций.

Удельная поверхность, а следовательно, и плотность загрузки уменьшаются в направлении сверху вниз от камеры к камере и может быть определена для каждой камеры из формулы гидравлическая нагрузка, м /м в 1 сут (численно равна объемной гидравлической нагрузке, м /мз в 1 сут);

F, — нагрузка по БПК/» при которой достигается необходимый эффект очистки (Э), г/м в 1 сут.

Разделение биофильтра на камеры с уменьшением поверхности загрузочного материала от камеры к камере в направлении сверху вниз пропорционально изъятию из очищаемой сточной жидкости загрязнений по высоте биофильтра, позволяет поддерживать постоянную нагрузку по органическим загрязнениям на единицу поверхности биообрастаний в любом горизонтальном сечении рабочей высоты биофильтра. С уменьшением удельной поверхности загрузочного материала от камеры к камере соответственно происходит и уменьшение

его плотности, что и дает определенную экономию дефицитного и дорогостоящего загрузочного материала.

Биофильтр работает следующим образом.

Исходная сточная вода поступает сверху в корпус 1 и проходит через слой 2 загрузочного материала, Между камерами 3 очистки воды в перераспределителях 4 равномерно распределяется для орошения ниже расположенных слоев.

На верхнюю границу рабочей высоты загрузочного материала биофильтра (на входе) поступает 100% всех содержащихся в очищаемой сточной жидкости загрязнений, по мере прохождения сточной жидкости через загрузочный материал общее количество загрязнений в сточной жидкости снижается до величины 100 — Э%, в нижней границе рабочей высоты загрузки биофильтра (на выходе) .

Имеющиеся данные могут быть скорректированы с помощью коэффициента пересчета. Приняв йо внимание то, что изъятие загрязнения происходит равномерно по всей высоте биофильтра, а средняя нагрузка по органическим загрязнениям равна среднему арифметическому от нагрузок на верхний и нижний горизонты рабочей высоты биофильтра, получают формулу для определения коэффициента пересчета:

К = |(\00 + (100 — 3)1/21/(100/Н), з 14563 где Э вЂ” эффект очистки сточных вод на биофильтре, Х, при высоте рабочего слоя загрузки Н, м.

Коэффициент пересчета К использу5 ют для корректировки графика зависимости эффекта очистки сточных вод молокозавода (для иллюстрации примера конкретного выполнения) от нагрузок на единицу поверхности загрузочного материала (фиг. 3, кривая F).

Пример 1. Требуется локальная (на 50X) очистка сточных вод молокозавода. Исходные данные: количество сточных вод 2500 м /сут, концентрация по БПК L< = 1600 мг/л. Имеются два биофильтра диаметром 6 м и рабочей высотой слоя загрузки 6 м.

Гидравлическая нагрузка на каждый биофильтр

q = 2500/2 х 3, 14 х 3 = 44 м /м сут

По прототипу, из эксперименталь- 25 ных данных, обработанных традиционным методом, известно, что эффект очистки

50Х достигается при нагрузке — FO

62,2 г БПКу/м2 сут. Требуемая удельная поверхность загрузочного материала биофильтра (по прототипу), одинаковая по всей рабочей высоте, определяется по формуле

F -. Li q/HS °

При этом S = 1600 х 44,2/6 х х 62,2 = 190 м /м .

Загрузочный материал для биофильтра в виде гофрированного полиэтиленового листа имеет плотность

0,591 кг/м2, стоимость 2,5 руб/кг.

Общая масса загрузочного материала, необходимого для оснастки двух биофильтров, по прототипу 38099 кг.

Расход загрузочного материала для биофильтра предлагаемой многокамерной конструкции. Каждая камера состоит из двух слоев однородного загрузочного материала высотой по 0,5 м (т.е. высота камеры 0,5t0,5 = 1 м). Всего рабочая высота биофильтра разделена на 6 камер.

По формуле определяют удельную поверхность каждой из камер. По графику (фиг. 3, кривая Е) находят допу55 стимую нагрузку по загрязнениям, обеспечивающую 50Х эффект очистки, F

336 г/м сут, м /м

77

Sq =1600х44, 2х Г1-(0,5:6) хО, Я /336=202;

Sg =1600х44, 2х 1-(0,5: 6)х1,51 /336=184;

Sg =1600x44, 2х l1 -(0,5: 6)х2, 51 /336 167;

S4=1600x44,2õ (1-(0,5:6)х3,5) /336 149;

Sy=1600x44, 2х Ц -(О, 5: 6) х4, 53 /336=132;

S< = i 600x44, 2õ (1 - (О, 5: 6) хЬ, 51 /336=114.

Общая масса загрузочного материала, необходимого для оснащения двух биофильтров предлагаемой многокаиерной конструкции, составляет: 31682 кг, или на 17Х меньше, чем по прототипу. Экономия материала при этом составит

6417 кг.

Приведенная (к единице объема со-оружения) экономия материала составит:

64 17/3,14 х 3 х 6 х 2 18,92 кг/м .

Пять перераспределительных слоев иэ обрезков некондиционных полиэтиленовых трубок диаметром 30 мм, каждый слой по 9 см толщиной составляет объем 0,09 х 3, l4 х 3 х 5 х 2

25,4 м (для двух биофильтров). Однако эти перераспределительные слои выполняют также основную функцию загрузочного материала, так как их раэ" витая удельная поверхность покрывается биологической пленкой и участвует в процессе изъятия органических загрязнений из сточной жидкости. Так для обрезков из трубки диаметром

30 мм удельная поверхность составляет около 209 м /м . Это свойство перераспределительных .слоев позволяет либо сократить на определенную величину (в данном случае на 0,5 м, т.е. на один слой загрузки) верхний слой верхней зоны, при этом будет достигнут необходимый эффект очистки, либо несколько увеличить общий эффект очистки и иметь определенный запас на некоторое увеличение количества органических загрязнений, поступающих на сооружения.

Формула изобретения

1. Биофильтр, содержащий размещенную в корпусе загрузку из слоев загрузочного материала, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью сниже" ния материалоемкости и удешевления конструкции при сохранении эксплуатационных показателей, слои загрузки выполнены из однородного загрузочного материала с уменьшением удельной поверхности слоев в направлении сверху вниз по ходу очищаемой жидкости и э,%

Ф кг/ гсую

Х® цеьпн нЬщт

Составитель Л, Суханова

Редактор Н. Гулько

Заказ 7485/ 18

Т ехр ед Л. С ердюко в а

Ти раж 823

Корректор И.Зрдейи

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1456377 6 бИофильтр снабжен перераспределите- лители воды выполнены дырчатыми, ми воды, размещенными между слоя- лоткового типа или в виде слоя засыпной объемной или плоскостной заг2. Биофильтр по.п. 1, о т л и ч а- рузки с размером фракций 15-50 мм и ю шийся тем, что перераспреде5 высотой, равной 2-5 размерам фракций.